【FCS网络与通信专栏】一种面向数据中心网的自适应分布式SDN控制器

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【FCS网络与通信专栏】一种面向数据中心网的自适应分布式SDN控制器

2019 年 9 月 15 日 FCS

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在评估数据中心网络中分布式SDN控制器的性能时，针对给定网络拓扑，需要多少个控制器以及如何放置它们是主要需要解决的问题。为此，本文提出一种自适应调整与映射控制器机制AAMcon（Adaptively Adjusting and Mapping controllers）。我们通过使用复杂网络社团理论来选择一个关键交换机来放置控制器，因此，该控制器能够更接近它所控制的交换机。另外，我们基于网络功能虚拟化技术NFV（Network Function Virtualization）构建一个物理分散但逻辑上集中的控制器池，然后，提出一种快速启动/过载避免算法，能够根据需要自适应地调整控制器的数量。我们对AAMcon进行了理论分析，以发现交换机和控制器之间的最佳距离。最后，通过实验，我们可以得到如下结论：

（1）AAMcon可以很好地根据需求调整控制器的数量；并且，可以选择最佳的位置放置控制器，以最小的距离响应交换机的请求，从而减少交换机与控制器之间的时延。

（2）当网络故障时，AAMcon也展现了良好的鲁棒性。

（3）在那些具有更明显社团特征的网络中，AAMcon可更好地减少交换机与控制器之间时延，实际上，社团模块度与交换机与控制器的平均距离成反比关系，即，社团模块度越大，交换机与控制器的平均时延越小。

（4）AAMcon可实现控制器之间的负载平衡。

（5）AAMcon比DCP-GK和k-critical等机制具有更好的性能。

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期刊封面_icon.jpg Frontiers of Computer Science （FCS）是由教育部主管、高等教育出版社和北京航空航天大学共同主办、SpringerNature 公司海外发行的英文学术期刊。本刊于 2007 年创刊，双月刊，全球发行。主要刊登计算机科学领域具有创新性的综述论文、研究论文等。本刊主编为周志华教授，共同主编为熊璋教授。编委会及青年 AE 团队由国内外知名学者及优秀青年学者组成。本刊被 SCI、Ei、DBLP、INSPEC、SCOPUS 和中国科学引文数据库（CSCD）核心库等收录，为 CCF 推荐期刊；两次入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”；入选“第4届中国国际化精品科技期刊”。